JP2021097036A - Coated positive electrode active material for lithium ion battery and manufacturing method thereof - Google Patents

Coated positive electrode active material for lithium ion battery and manufacturing method thereof Download PDF

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省吾 磯村
都藤 靖泰
Yasuhiro Tsudo
靖泰 都藤
堀江 英明
Hideaki Horie
英明 堀江
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Abstract

To provide a coated positive electrode active material for a lithium ion battery capable of obtaining a lithium ion battery having excellent cycle characteristics.SOLUTION: In a coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery formed by coating at least a part of the surface of a positive electrode active material for a lithium ion battery with a coating layer including a polymer compound for coating and a conductive agent, the coverage measured by X-ray photoelectron spectroscopy is 65 to 96%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウムイオン電池用被覆正極活物質及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a coated positive electrode active material for a lithium ion battery and a method for producing the same.

近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できるリチウムイオン二次電池に注目が集まっており、更なる高性能化をはかるために電解液及び活物質の改良が行われている。 In recent years, there has been an urgent need to reduce carbon dioxide emissions for environmental protection. In the automobile industry, expectations are high for the reduction of carbon dioxide emissions by introducing electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), and the development of secondary batteries for driving motors, which holds the key to their practical application, is enthusiastic. It is done. As a secondary battery, a lithium ion secondary battery that can achieve a high energy density and a high output density is attracting attention, and an electrolytic solution and an active material are being improved in order to further improve the performance.

なかでも電解液と活物質との不可逆反応を抑制することで高エネルギー密度の電池の製造を可能にした正極活物質として、活物質の表面に特定量のポリマーを備えた複合正極活物質が提案されている(特許文献1参照)。 Among them, as a positive electrode active material that enables the production of batteries with high energy density by suppressing the irreversible reaction between the electrolytic solution and the active material, a composite positive electrode active material having a specific amount of polymer on the surface of the active material has been proposed. (See Patent Document 1).

特開2001−202954号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-202954

しかしながら、特許文献1に記載の複合正極活物質を用いた非水電解質二次電池では、充分なサイクル特性が得られない場合があるなど、リチウムイオン電池の充放電特性に課題があった。 However, the non-aqueous electrolyte secondary battery using the composite positive electrode active material described in Patent Document 1 has a problem in the charge / discharge characteristics of the lithium ion battery, for example, sufficient cycle characteristics may not be obtained.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、サイクル特性に優れるリチウムイオン電池を得ることができるリチウムイオン電池用被覆正極活物質を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a coated positive electrode active material for a lithium ion battery capable of obtaining a lithium ion battery having excellent cycle characteristics.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、リチウムイオン電池用正極活物質が有する表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなるリチウムイオン電池用被覆正極活物質であって、X線光電子分光法により測定される被覆率が65〜96%であるリチウムイオン電池用被覆正極活物質(P);上記リチウムイオン電池用被覆正極活物質の製造方法であって、リチウムイオン電池用正極活物質と、被覆用高分子化合物と、導電剤と、溶剤とを混合する工程を有し、上記リチウムイオン電池用正極活物質の表面自由エネルギーと上記溶剤の表面自由エネルギーとの差の絶対値(△E)が10〜30mN/mであるリチウムイオン電池用被覆正極活物質の製造方法である。 The present inventors have arrived at the present invention as a result of studies for achieving the above object. That is, the present invention is a coated positive electrode active material for a lithium ion battery, wherein at least a part of the surface of the positive electrode active material for a lithium ion battery is coated with a coating layer containing a coating polymer compound and a conductive agent. The coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery having a coverage of 65 to 96% as measured by X-ray photoelectron spectroscopy; the method for producing a coated positive electrode active material for a lithium ion battery, wherein the lithium ion is used. It has a step of mixing a positive electrode active material for a battery, a polymer compound for coating, a conductive agent, and a solvent, and the difference between the surface free energy of the positive electrode active material for a lithium ion battery and the surface free energy of the solvent. This is a method for producing a coated positive electrode active material for a lithium ion battery, wherein the absolute value (ΔE) of is 10 to 30 mN / m.

本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質(P)を用いると、サイクル特性に優れるリチウムイオン電池を得ることができる。 By using the coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery of the present invention, a lithium ion battery having excellent cycle characteristics can be obtained.

<リチウムイオン電池用正極活物質>
本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質(P)を構成するリチウムイオン電池用正極活物質としては、従来公知のものを好適に使用することができ、ある電位を与えることでリチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物であって、対極に用いるリチウムイオン電池用負極活物質よりも高い電位でリチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物を用いることができる。
<Positive electrode active material for lithium-ion batteries>
As the positive electrode active material for a lithium ion battery constituting the coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery of the present invention, a conventionally known positive electrode active material can be preferably used, and lithium ions are inserted by applying a certain potential. A compound capable of inserting and removing lithium ions at a higher potential than the negative electrode active material for a lithium ion battery used for the counter electrode can be used.

リチウムイオン電池用正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(例えばLiCoO、LiNiO、LiAlMnO、LiMnO及びLiMn)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO、LiNi1−xCo、LiMn1−yCo、LiNi1/3Co1/3Al1/32、LiNi0.8Co0.15Al0.05、LiNi0.77Co0.2Al0.032、LiNi0.83Co0.14Al0.03及びLiNi0.87Co0.08Al0.05)、遷移金属元素が3種以上である複合酸化物[例えばLiA・・・N(A、B、C及びNはそれぞれ異なる金属元素を表し、a+b+c+・・・+n=1を満たす。例えばLiNi1/3Co1/3Mn1/32、LiNi0.9Co0.04Al0.02Mn0.04及びLiNi0.86Co0.06Al0.02Mn0.06)]}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO、LiCoPO、LiMnPO及びLiNiPO)、遷移金属酸化物(例えばMnO及びV)、遷移金属硫化物(例えばMoS及びTiS)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ−p−フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
The cathode active material for a lithium ion battery, a composite oxide composite oxide of lithium and transition metal {transition metal is one (e.g. LiCoO 2, LiNiO 2, LiAlMnO 4 , LiMnO 2 and LiMn 2 O 4), composite oxide transition metal element is two (e.g. LiFeMnO 4, LiNi 1-x Co x O 2, LiMn 1-y Co y O 2, LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2, LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.77 Co 0.2 Al 0.03 O 2, LiNi 0.83 Co 0.14 Al 0.03 O 2 and LiNi 0.87 Co 0 .08 Al 0.05 O 2 ), a composite oxide containing three or more transition metal elements [for example, LiA a B b C c ... N n O 2 (A, B, C and N are different metal elements). For example, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, LiNi 0.9 Co 0.04 Al 0.02 Mn 0.04 O 2 and LiNi 0. .86 Co 0.06 Al 0.02 Mn 0.06 O 2 )]}, lithium-containing transition metal phosphates (eg LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO 4 ), transition metal oxides (eg MnO 2). And V 2 O 5 ), transition metal sulfides (eg MoS 2 and TiS 2 ) and conductive polymers (eg polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene and poly-p-phenylene and polyvinylcarbazole), etc. The above may be used together.
The lithium-containing transition metal phosphate may be one in which a part of the transition metal site is replaced with another transition metal.

リチウムイオン電池用正極活物質の体積平均粒子径は、電池の電気特性の観点から、0.01〜100μmであることが好ましく、0.1〜35μmであることがより好ましく、2〜30μmであることがさらに好ましい。 The volume average particle size of the positive electrode active material for a lithium ion battery is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 35 μm, and 2 to 30 μm from the viewpoint of the electrical characteristics of the battery. Is even more preferable.

本明細書において、リチウムイオン電池用正極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。 In the present specification, the volume average particle size of the positive electrode active material for a lithium ion battery means the particle size (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the microtrack method (laser diffraction / scattering method). The microtrack method is a method for obtaining a particle size distribution using scattered light obtained by irradiating particles with laser light. A microtrack or the like manufactured by Nikkiso Co., Ltd. can be used for measuring the volume average particle size.

<被覆用高分子化合物>
被覆層を構成する被覆用高分子化合物[以下、高分子化合物と略記することがある]は、後述の炭素数1〜12の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a11)及びアニオン性単量体(a12)を含んでなる単量体組成物の重合体であることが好ましい。
なお、本明細書において(メタ)アクリル酸は、メタクリル酸又はアクリル酸を意味する。
<Polymer compound for coating>
The coating polymer compound [hereinafter, may be abbreviated as a polymer compound] constituting the coating layer is an ester compound of a monovalent aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms and (meth) acrylic acid, which will be described later. It is preferably a polymer of a monomer composition containing a11) and an anionic monomer (a12).
In addition, in this specification, (meth) acrylic acid means methacrylic acid or acrylic acid.

本発明における高分子化合物の酸価(単位:mgKOH/g)は、後述のリチウムイオン電池のサイクル特性の観点から、好ましくは5〜200、さらに好ましくは7〜100、特に好ましくは10〜50である。
上記酸価は、高分子化合物を構成する各単量体の種類、重量比によって適宜、調整できる。例えば、高分子化合物を構成する全単量体のうち、上記エステル化合物(a11)の重量を大とすると、酸価は小となる。
なお、上記酸価は、JIS K 0070−1992の方法で測定される。
The acid value (unit: mgKOH / g) of the polymer compound in the present invention is preferably 5 to 200, more preferably 7 to 100, and particularly preferably 10 to 50 from the viewpoint of the cycle characteristics of the lithium ion battery described later. is there.
The acid value can be appropriately adjusted depending on the type and weight ratio of each monomer constituting the polymer compound. For example, when the weight of the ester compound (a11) is large among all the monomers constituting the polymer compound, the acid value is small.
The acid value is measured by the method of JIS K 0070-1992.

<エステル化合物(a11)>
本発明におけるエステル化合物(a11)は、炭素数1〜12の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物である。炭素数1〜12の1価の脂肪族アルコールとしては、炭素数1〜12の1価の分岐又は直鎖脂肪族アルコールが挙げられ、メタノール、エタノール、プロパノール(n−プロパノール、iso−プロパノール)、ブチルアルコール(n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール)、ペンチルアルコール(n−ペンチルアルコール、2−ペンチルアルコール及びネオペンチルアルコール等)、ヘキシルアルコール(1−ヘキサノール、2−ヘキサノール及び3−ヘキサノール等)、ヘプチルアルコール(n−ヘプチルアルコール、1−メチルヘキシルアルコール及び2−メチルヘキシルアルコール等)、オクチルアルコール(n−オクチルアルコール、1−メチルヘプタノール、1−エチルヘキサノール、2−メチルヘプタノール及び2−エチルヘキサノール等)、ノニルアルコール(n−ノニルアルコール、1−メチルオクタノール、1−エチルヘプタノール、1−プロピルヘキサノール及び2−エチルヘプチルアルコール等)、デシルアルコール(n−デシルアルコール、1−メチルノニルアルコール、2−メチルノニルアルコール及び2−エチルオクチルアルコール等)、ウンデシルアルコール(n−ウンデシルアルコール、1−メチルデシルアルコール、2−メチルデシルアルコール及び2−エチルノニルアルコール等)、ラウリルアルコール(n−ラウリルアルコール、1−メチルウンデシルアルコール、2−メチルウンデシルアルコール、2−エチルデシルアルコール及び2−ブチルヘキシルアルコール等)等が挙げられる。
<Ester compound (a11)>
The ester compound (a11) in the present invention is an ester compound of a monohydric aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms and (meth) acrylic acid. Examples of the monohydric aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms include monohydric branched or linear aliphatic alcohols having 1 to 12 carbon atoms, and methanol, ethanol, propanol (n-propanol, iso-propanol), and the like. Butyl alcohol (n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol), pentyl alcohol (n-pentyl alcohol, 2-pentyl alcohol, neopentyl alcohol, etc.), hexyl alcohol (1-hexanol, 2-hexanol and 3) -Hexanol, etc.), heptyl alcohol (n-heptyl alcohol, 1-methylhexyl alcohol, 2-methylhexyl alcohol, etc.), octyl alcohol (n-octyl alcohol, 1-methylheptanol, 1-ethylhexanol, 2-methylhepta, etc.) Nord and 2-ethylhexanol, etc.), nonyl alcohol (n-nonyl alcohol, 1-methyloctanol, 1-ethylheptanol, 1-propylhexanol, 2-ethylheptyl alcohol, etc.), decyl alcohol (n-decyl alcohol, 1) -Methylnonyl alcohol, 2-methylnonyl alcohol, 2-ethyloctyl alcohol, etc.), undecyl alcohol (n-undecyl alcohol, 1-methyldecyl alcohol, 2-methyldecyl alcohol, 2-ethylnonyl alcohol, etc.), lauryl Examples thereof include alcohols (n-lauryl alcohol, 1-methylundecyl alcohol, 2-methylundecyl alcohol, 2-ethyldecyl alcohol, 2-butylhexyl alcohol, etc.).

上記エステル化合物(a11)のうち、サイクル特性の観点から、好ましいのは(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−メチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ドデシル及びそれらの併用、より好ましいのはメタクリル酸2−エチルヘキシル及びメタクリル酸ドデシル、さらに好ましいのはメタクリル酸ドデシルである。エステル化合物(a11)の重量に基づいて、メタクリル酸ドデシルが30重量%以上(より好ましくは60重量%以上)であると特に好ましい。 Among the above ester compounds (a11), from the viewpoint of cycle characteristics, preferred are methyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-methylhexyl (meth) acrylate, ( 2-Ethylhexyl acrylate, dodecyl (meth) acrylate and their combined use, more preferably 2-ethylhexyl methacrylate and dodecyl methacrylate, still more preferably dodecyl methacrylate. Based on the weight of the ester compound (a11), it is particularly preferable that the dodecyl methacrylate is 30% by weight or more (more preferably 60% by weight or more).

<アニオン性単量体(a12)>
アニオン性単量体(a12)は、ラジカル重合性を有する重合性基とアニオン性基を有する単量体である。ラジカル重合性基として好ましいものとしては、ビニル基、アリル基、スチレニル基及び(メタ)アクリロイル基等が挙げられ、アニオン性基として好ましいものとしては、ホスホン酸基、スルホン酸基及びカルボキシル基等が挙げられる。
<Anionic monomer (a12)>
The anionic monomer (a12) is a monomer having a polymerizable group having a radical polymerizable property and an anionic group. Preferred examples of the radically polymerizable group include a vinyl group, an allyl group, a styrenyl group and a (meth) acryloyl group, and preferred anionic groups include a phosphonic acid group, a sulfonic acid group and a carboxyl group. Can be mentioned.

アニオン性単量体(a12)として好ましいものとしては、炭素数3〜9のラジカル重合性不飽和カルボン酸、炭素数2〜8のラジカル重合性不飽和スルホン酸及び炭素数2〜9のラジカル重合性不飽和ホスホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 Preferred anionic monomer (a12) is a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid having 3 to 9 carbon atoms, a radically polymerizable unsaturated sulfonic acid having 2 to 8 carbon atoms, and a radical polymerization having 2 to 9 carbon atoms. There is at least one selected from the group consisting of sex unsaturated phosphonic acids.

炭素数3〜9のラジカル重合性不飽和カルボン酸としては、炭素数3〜9のラジカル重合性不飽和脂肪族モノカルボン酸及び炭素数9のラジカル重合性不飽和芳香族モノカルボン酸が挙げられる。
炭素数3〜9のラジカル重合性不飽和脂肪族モノカルボン酸としては、(メタ)アクリル酸、ブタン酸(2−メチルブタン酸及び3−メチルブタン酸等の置換ブタン酸を含む)、ペンテン酸(2−メチルペンテン酸及び3−メチルペンテン酸等の置換ペンテン酸を含む。)、ヘキセン酸(2−メチルヘキセン酸及び3−メチルヘキセン酸等の置換ヘキセン酸を含む。)、ヘプテン酸(2−メチルヘプテン酸及び3−メチルヘプテン酸等の置換ヘプテン酸を含む。)及びオクテン酸(2−メチルオクテン酸及び3−メチルオクテン酸等の置換オクテン酸を含む。)等が挙げられる。
炭素数9のラジカル重合性不飽和芳香族モノカルボン酸としては、3−フェニルプロペン酸及びビニル安息香酸等が挙げられる。
Examples of the radically polymerizable unsaturated carboxylic acid having 3 to 9 carbon atoms include a radically polymerizable unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having 3 to 9 carbon atoms and a radically polymerizable unsaturated aromatic monocarboxylic acid having 9 carbon atoms. ..
Examples of the radically polymerizable unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having 3 to 9 carbon atoms include (meth) acrylic acid, butanoic acid (including substituted butanoic acid such as 2-methylbutanoic acid and 3-methylbutanoic acid), and pentenic acid (2). -Contains substituted pentenoic acid such as methylpentanoic acid and 3-methylpentenoic acid), hexenoic acid (including substituted hexenoic acid such as 2-methylhexenoic acid and 3-methylhexenoic acid), heptenoic acid (2-methylheptenoic acid). Examples thereof include acids and substituted heptenic acids such as 3-methylheptanoic acid) and octenoic acid (including substituted octenoic acids such as 2-methyloctenoic acid and 3-methyloctenoic acid).
Examples of the radically polymerizable unsaturated aromatic monocarboxylic acid having 9 carbon atoms include 3-phenylpropene acid and vinyl benzoic acid.

炭素数2〜8のラジカル重合性不飽和スルホン酸としては、炭素数2〜8のラジカル重合性不飽和脂肪族モノスルホン酸及び炭素数8のラジカル重合性不飽和芳香族モノスルホン酸が挙げられる。
炭素数2〜8のラジカル重合性不飽和脂肪族モノスルホン酸としては、ビニルスルホン酸(1−メチルビニルスルホン酸及び2−メチルビニルスルホン酸等の置換ビニルスルホン酸を含む)、アリルスルホン酸 (1−メチルアリルスルホン酸及び2−メチルアリルスルホン酸等の置換アリルスルホン酸を含む。)、ブテンスルホン酸(1−メチルブテンスルホン酸及び2−メチルブテンスルホン酸等の置換ブテンスルホン酸を含む。)、ペンテンスルホン酸(1−メチルペンテンスルホン酸及び2−メチルペンテンスルホン酸等の置換ペンテンスルホン酸を含む。)ヘキセンスルホン酸(1−メチルヘキセンスルホン酸及び2−メチルヘキセンスルホン酸等の置換ヘキセンスルホン酸を含む。)及びヘプテンスルホン酸(1−メチルヘプテンスルホン酸及び2−メチルヘプテンスルホン酸等の置換ヘプテンスルホン酸を含む。)等が挙げられる。
炭素数8のラジカル重合性不飽和芳香族モノスルホン酸としては、スチレンスルホン酸が挙げられる。
Examples of the radically polymerizable unsaturated sulfonic acid having 2 to 8 carbon atoms include a radically polymerizable unsaturated aliphatic monosulfonic acid having 2 to 8 carbon atoms and a radically polymerizable unsaturated aromatic monosulfonic acid having 8 carbon atoms. ..
Examples of the radically polymerizable unsaturated aliphatic monosulfonic acid having 2 to 8 carbon atoms include vinyl sulfonic acid (including substituted vinyl sulfonic acid such as 1-methyl vinyl sulfonic acid and 2-methyl vinyl sulfonic acid) and allyl sulfonic acid (including substituted vinyl sulfonic acid such as 1-methyl vinyl sulfonic acid and 2-methyl vinyl sulfonic acid). Includes substituted allyl sulfonic acid such as 1-methylallyl sulfonic acid and 2-methylallyl sulfonic acid), butene sulfonic acid (including substituted butene sulfonic acid such as 1-methyl butene sulfonic acid and 2-methyl butene sulfonic acid). ), Penten sulfonic acid (including substituted penten sulfonic acid such as 1-methylpenten sulfonic acid and 2-methyl penten sulfonic acid) Hexen sulfonic acid (substituted hexene such as 1-methyl hexene sulfonic acid and 2-methyl hexene sulfonic acid) Includes sulfonic acid) and heptene sulfonic acid (including substituted heptene sulfonic acid such as 1-methyl heptene sulfonic acid and 2-methyl heptene sulfonic acid) and the like.
Examples of the radically polymerizable unsaturated aromatic monosulfonic acid having 8 carbon atoms include styrene sulfonic acid.

炭素数2〜9のラジカル重合性不飽和ホスホン酸としては、ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸、ビニルベンジルホスホン酸、1−又は2−フェニルエテニルホスホン酸、(メタ)アクリルアミドアルキルホスホン酸、アクリルアミドアルキルジホスホン酸、ホスホノメチル化ビニルアミン及び(メタ)アクリルホスホン酸等が挙げられる。 Examples of the radically polymerizable unsaturated phosphonic acid having 2 to 9 carbon atoms include vinylphosphonic acid, allylphosphonic acid, vinylbenzylphosphonic acid, 1- or 2-phenylethenylphosphonic acid, (meth) acrylamidealkylphosphonic acid, and acrylamidealkyl. Examples thereof include diphosphonic acid, phosphonomethylated vinylamine and (meth) acrylic phosphonic acid.

これらのアニオン性単量体(a12)は1種を単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
上記アニオン性単量体(a12)のうち、サイクル特性の観点から、好ましいのは炭素数3〜9のラジカル重合性不飽和カルボン酸、さらに好ましいのは(メタ)アクリル酸である。アニオン性単量体(a12)の重量に基づいて、(メタ)アクリル酸が50重量%以上(より好ましくは70重量%以上)であると特に好ましい。
One of these anionic monomers (a12) may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
Among the anionic monomers (a12), a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid having 3 to 9 carbon atoms is preferable, and (meth) acrylic acid is more preferable from the viewpoint of cycle characteristics. Based on the weight of the anionic monomer (a12), it is particularly preferable that the (meth) acrylic acid is 50% by weight or more (more preferably 70% by weight or more).

上記単量体組成物に含まれるエステル化合物(a11)の含有量は、活物質との接着性等の観点から、エステル化合物(a11)及びアニオン性単量体(a12)の合計重量に基づいて、好ましくは70〜99重量%、さらに好ましくは80〜98重量%、特に好ましくは90〜97重量%である。 The content of the ester compound (a11) contained in the monomer composition is based on the total weight of the ester compound (a11) and the anionic monomer (a12) from the viewpoint of adhesion to the active material and the like. It is preferably 70 to 99% by weight, more preferably 80 to 98% by weight, and particularly preferably 90 to 97% by weight.

上記単量体組成物に含まれるアニオン性単量体(a12)の含有量は、イオン導電性の観点から、エステル化合物(a11)及びアニオン性単量体(a12)合計重量に基づいて、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%、特に好ましくは3〜10重量%である。 The content of the anionic monomer (a12) contained in the monomer composition is preferably based on the total weight of the ester compound (a11) and the anionic monomer (a12) from the viewpoint of ionic conductivity. Is 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight, and particularly preferably 3 to 10% by weight.

<アニオン性単量体の塩(a13)>
上記被覆用高分子化合物の単量体組成物は、更にアニオン性単量体の塩(a13)を含んでもよい。
アニオン性単量体の塩(a13)を含有することで内部抵抗を低減し、サイクル特性を向上できるため好ましい。
<Salt of anionic monomer (a13)>
The monomer composition of the coating polymer compound may further contain a salt (a13) of an anionic monomer.
It is preferable to contain the anionic monomer salt (a13) because the internal resistance can be reduced and the cycle characteristics can be improved.

アニオン性単量体の塩(a13)を構成するアニオン性単量体のアニオンとしては、上記のアニオン性単量体(a12)で例示したものと同じアニオン性単量体のアニオンが挙げられ、ビニルスルホン酸アニオン、アリルスルホン酸アニオン、スチレンスルホン酸アニオン及び(メタ)アクリル酸アニオンからなる群から選ばれる少なくとも1種のアニオンが好ましい。
アニオン性単量体の塩(a13)を構成するカチオンとしては、1価の無機カチオンが挙げられ、アルカリ金属カチオン及びアンモニウムイオンが好ましく、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオンがより好ましく、リチウムイオンが更に好ましい。
アニオン性単量体の塩(a13)は1種類を用いても複数を併用しても良く、アニオン性単量体の塩(a13)が複数のアニオンを有する場合、カチオンはリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1種のカチオンであることが好ましい。
Examples of the anion of the anionic monomer constituting the salt (a13) of the anionic monomer include anions of the same anionic monomer as those exemplified in the above-mentioned anionic monomer (a12). At least one anion selected from the group consisting of vinyl sulfonic acid anion, allyl sulfonic acid anion, styrene sulfonic acid anion and (meth) acrylic acid anion is preferable.
Examples of the cation constituting the salt (a13) of the anionic monomer include monovalent inorganic cations, preferably alkali metal cations and ammonium ions, more preferably lithium ions, sodium ions, potassium ions and ammonium ions. Lithium ions are more preferred.
The salt (a13) of the anionic monomer may be used alone or in combination of two or more. When the salt of the anionic monomer (a13) has a plurality of anions, the cations are lithium ion and sodium ion. , At least one cation selected from the group consisting of potassium ion and ammonium ion.

被覆用高分子化合物において、上記単量体組成物がアニオン性単量体の塩(a13)を含む場合、単量体組成物に含まれるアニオン性単量体の塩(a13)の含有量は、導電性及び接着性の観点から、エステル化合物(a11)とアニオン性単量体(a12)との合計重量に基づいて、好ましくは0.1〜10重量%、さらに好ましくは0.5〜5重量%である。 In the polymer compound for coating, when the monomer composition contains a salt (a13) of an anionic monomer, the content of the salt (a13) of the anionic monomer contained in the monomer composition is From the viewpoint of conductivity and adhesiveness, preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5%, based on the total weight of the ester compound (a11) and the anionic monomer (a12). By weight%.

被覆用高分子化合物の重量平均分子量(Mw)は、活物質との接着性及び被覆率のバランスの観点から、好ましくは20,000〜300,000、さらに好ましくは40,000〜200,000である。
なお、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、以下の条件で測定したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(以下、GPCと略記する)により測定される。
The weight average molecular weight (Mw) of the polymer compound for coating is preferably 20,000 to 300,000, more preferably 40,000 to 200,000 from the viewpoint of the balance between the adhesiveness with the active material and the coating rate. is there.
The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are measured by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) measured under the following conditions.

<GPCの測定条件>
・装置:Alliance GPC V2000(Waters社製)
・溶媒:オルトジクロロベンゼン
・標準物質:ポリスチレン
・サンプル濃度:3mg/ml
・カラム固定相:PLgel 10μm、MIXED−B 2本直列(ポリマーラボラトリーズ社製)
・カラム温度:135℃
<GPC measurement conditions>
-Device: Alliance GPC V2000 (manufactured by Waters)
-Solvent: Ortodichlorobenzene-Standard substance: Polystyrene-Sample concentration: 3 mg / ml
-Column stationary phase: PLgel 10 μm, two MIXED-B in series (manufactured by Polymer Laboratories)
-Column temperature: 135 ° C

上記単量体組成物には、エステル化合物(a11)、アニオン性単量体(a12)及びアニオン性単量体の塩(a13)の他に、活性水素を含有しない共重合性ビニルモノマー(c)[以下、共重合性ビニルモノマー(c)と記載する]及び架橋剤(d)の少なくとも一方が含まれていてもよい。 The above-mentioned monomer composition includes a copolymerizable vinyl monomer (c) containing no active hydrogen in addition to the ester compound (a11), the anionic monomer (a12) and the salt of the anionic monomer (a13). ) [Hereinafter referred to as copolymerizable vinyl monomer (c)] and at least one of the cross-linking agent (d) may be contained.

共重合性ビニルモノマー(c)としては、下記(c1)〜(c5)が挙げられる。 Examples of the copolymerizable vinyl monomer (c) include the following (c1) to (c5).

(c1)炭素数13〜20の分岐又は直鎖脂肪族モノオール、炭素数5〜20の脂環式モノオール又は炭素数7〜20の芳香脂肪族モノオールと(メタ)アクリル酸から形成されるエステル化合物
上記モノオールとしては、(i)炭素数13〜20の分岐又は直鎖脂肪族モノオール(トリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、ノナデシルアルコール及びアラキジルアルコール等)、(ii)炭素数5〜20の脂環式モノオール(シクロヘキシルアルコール等)、(iii)炭素数7〜20の芳香脂肪族モノオール(ベンジルアルコール等)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(C1) Formed from branched or linear aliphatic monools having 13 to 20 carbon atoms, alicyclic monools having 5 to 20 carbon atoms or aromatic aliphatic monools having 7 to 20 carbon atoms and (meth) acrylic acid. The above-mentioned monools include (i) branched or linear aliphatic monools having 13 to 20 carbon atoms (tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, pentadecyl alcohol, cetyl alcohol, heptadecyl alcohol, stearyl alcohol, iso). Stearyl alcohol, nonadecil alcohol, arachidyl alcohol, etc.), (ii) alicyclic monool with 5 to 20 carbon atoms (cyclohexyl alcohol, etc.), (iii) aromatic aliphatic monool with 7 to 20 carbon atoms (benzyl alcohol, etc.) Etc.) and a mixture of two or more of these.

(c2)ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(炭素数2〜4)アルキル(炭素数1〜18)エーテル(メタ)アクリレート[メタノールのエチレンオキシド(以下EOと略記)10モル付加物と(メタ)アクリル酸とのエステル化合物及びメタノールのプロピレンオキシド(以下POと略記)10モル付加物と(メタ)アクリル酸とのエステル化合物等]。 (C2) Poly (n = 2 to 30) Oxyalkylene (2 to 4 carbon atoms) Alkyl (1 to 18 carbon atoms) Ether (meth) Acrylate [Methanol ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) 10 mol adduct and (meth) ) Ester compound with acrylic acid and propylene oxide of methanol (hereinafter abbreviated as PO) 10 mol adduct and (meth) acrylic acid ester compound, etc.].

(c3)窒素含有ビニル化合物
(c3−1)アミド基含有ビニル化合物
(i)炭素数3〜30の(メタ)アクリルアミド化合物、例えばN,N−ジアルキル(炭素数1〜6)又はジアラルキル(炭素数7〜15)(メタ)アクリルアミド(N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド等)及びジアセトンアクリルアミド。
(ii)上記(メタ)アクリルアミド化合物を除く、炭素数4〜20のアミド基含有ビニル化合物、例えばN−メチル−N−ビニルアセトアミド、環状アミド[炭素数6〜13のピロリドン化合物(N−ビニルピロリドン等)]。
(C3) Nitrogen-containing vinyl compound (c3-1) Amide group-containing vinyl compound (i) (Meta) acrylamide compound having 3 to 30 carbon atoms, such as N, N-dialkyl (1 to 6 carbon atoms) or dialalkyl (carbon number) 7 to 15) (meth) acrylamide (N, N-dimethylacrylamide, N, N-dibenzylacrylamide, etc.) and diacetone acrylamide.
(Ii) Excluding the above (meth) acrylamide compound, an amide group-containing vinyl compound having 4 to 20 carbon atoms, for example, N-methyl-N-vinylacetamide, cyclic amide [pyrrolidone compound having 6 to 13 carbon atoms (N-vinylpyrrolidone) etc)].

(c3−2)(メタ)アクリレート化合物
(i)ジアルキル(炭素数1〜4)アミノアルキル(炭素数1〜4)(メタ)アクリレート[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びモルホリノエチル(メタ)アクリレート等]。
(ii)4級アンモニウム基含有(メタ)アクリレート{3級アミノ基含有(メタ)アクリレート[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]をハロゲン化アルキル等の4級化剤を用いて4級化した4級化物等}。
(C3-2) (Meta) Acrylate Compound (i) Dialkyl (1 to 4 Carbons) Aminoalkyl (1 to 4 Carbons) (Meta) Acrylate [N, N-Dimethylaminoethyl (Meta) Acrylate, N, N -Diethylaminoethyl (meth) acrylate, t-butylaminoethyl (meth) acrylate, morpholinoethyl (meth) acrylate, etc.].
(Ii) Haloalkane quaternary ammonium group-containing (meth) acrylate {tertiary amino group-containing (meth) acrylate [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate and N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, etc.] A quaternary product, etc. quaternized with a quaternary agent such as alkyl}.

(c3−3)複素環含有ビニル化合物
炭素数7〜14のピリジン化合物(2−又は4−ビニルピリジン等)、炭素数5〜12のイミダゾール化合物(N−ビニルイミダゾール等)、炭素数6〜13のピロール化合物(N−ビニルピロール等)及び炭素数6〜13のピロリドン化合物(N−ビニル−2−ピロリドン等)。
(C3-3) Heterocycle-containing vinyl compound A pyridine compound having 7 to 14 carbon atoms (2- or 4-vinylpyridine, etc.), an imidazole compound having 5 to 12 carbon atoms (N-vinylimidazole, etc.), 6 to 13 carbon atoms. Pyrrole compound (N-vinylpyrrole etc.) and pyrrolidone compound having 6 to 13 carbon atoms (N-vinyl-2-pyrrolidone etc.).

(c3−4)ニトリル基含有ビニル化合物
炭素数3〜15のニトリル基含有ビニル化合物[(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びアルキル(炭素数1〜4)シアノアクリレート等]。
(C3-4) Nitrile Group-Containing Vinyl Compound A nitrile group-containing vinyl compound having 3 to 15 carbon atoms [(meth) acrylonitrile, cyanostyrene, alkyl (1 to 4 carbon atoms) cyanoacrylate, etc.].

(c3−5)その他ビニル化合物
炭素数8〜16のニトロ基含有ビニル化合物(ニトロスチレン等)等。
(C3-5) Other Vinyl Compounds Nitro group-containing vinyl compounds having 8 to 16 carbon atoms (nitrostyrene, etc.) and the like.

(c4)ビニル炭化水素
(c4−1)脂肪族ビニル炭化水素
炭素数2〜18又はそれ以上のオレフィン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等)、炭素数4〜10又はそれ以上のジエン(ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン及び1,7−オクタジエン等)等。
(C4) Vinyl Hydrocarbons (c4-1) aliphatic Vinyl Hydrocarbons Olefins having 2 to 18 or more carbon atoms (ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, etc.), Dienes having 4 to 10 or more carbon atoms (butadiene, isobutylene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, etc.) and the like.

(c4−2)脂環式ビニル炭化水素
炭素数4〜18又はそれ以上の環状不飽和化合物[シクロアルケン(シクロヘキセン、ビニルシクロヘキセン、インデン等)、シクロアルカジエン(シクロペンタジエン等)、ビシクロアルケン(エチリデンビシクロヘプテン等)、ビシクロアルカジエン(ジシクロペンタジエン等)及びテルペン類(ピネン及びリモネン等)]等。
(C4-2) Alicyclic vinyl hydrocarbons Cyclic unsaturated compounds with 4 to 18 or more carbon atoms [cycloalkene (cyclohexene, vinylcyclohexene, indene, etc.), cycloalkane (cyclopentadiene, etc.), bicycloalkene (ethylidene, etc.) Bicyclohexene, etc.), Bicycloalkadiene (dicyclopentadiene, etc.) and terpenes (pinene, limonene, etc.)], etc.

(c4−3)芳香族ビニル炭化水素
炭素数8〜20又はそれ以上の芳香族不飽和化合物及びそれらの誘導体(スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン及びベンジルスチレン等)等。
(C4-3) Aromatic Vinyl Hydrocarbons Aromatic unsaturated compounds having 8 to 20 or more carbon atoms and their derivatives (styrene, α-methylstyrene, vinyltorene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, isopropyl) Styrene, butyl styrene, phenyl styrene, cyclohexyl styrene, benzyl styrene, etc.), etc.

(c5)ビニル基含有エステル化合物、ビニル基含有エーテル化合物、ビニルケトン及び不飽和ジカルボン酸ジエステル
(c5−1)ビニル基含有エステル化合物
脂肪族ビニルエステル[炭素数4〜15の脂肪族カルボン酸(モノ−又はジカルボン酸)のアルケニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート及びメトキシ酢酸ビニル等)等]。
芳香族ビニルエステル[炭素数9〜20の芳香族カルボン酸(モノ−又はジカルボン酸)のアルケニルエステル(ビニルベンゾエート及び4−ビニル安息香酸メチル等)及び脂肪族カルボン酸の芳香環含有エステル(アセトキシスチレン等)等]。
(C5) Vinyl Group-Containing Ester Compound, Vinyl Group-Containing Ether Compound, Vinyl Ketone and Unsaturated Dicarboxylic Acid Diester (c5-1) Vinyl Group-Containing Ester Compound Aliper Vinyl Ester Or an alkenyl ester of (dicarboxylic acid) (vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, diallyl adipate, isopropenyl acetate, methoxyvinyl acetate, etc.)].
Aromatic vinyl esters [Aromatic ester of aromatic carboxylic acid (mono- or dicarboxylic acid) having 9 to 20 carbon atoms (vinyl benzoate, methyl 4-vinyl benzoate, etc.) and aromatic ring-containing ester of aliphatic carboxylic acid (acetoxystyrene) And so on].

(c5−2)ビニル基含有エーテル化合物
脂肪族ビニルエーテル[炭素数3〜15のビニルアルキル(炭素数1〜10)エーテル(ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル及びビニル2−エチルヘキシルエーテル等)、ビニルアルコキシ(炭素数1〜6)アルキル(炭素数1〜4)エーテル(ビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、3,4−ジヒドロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル及びビニル−2−エチルメルカプトエチルエーテル等)、ポリ(2〜4)(メタ)アリロキシアルカン(炭素数2〜6)(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシブタン及びテトラメタアリロキシエタン等)等]。
炭素数8〜20の芳香族ビニルエーテル(ビニルフェニルエーテル及びフェノキシスチレン等)。
(C5-2) Vinyl group-containing ether compound aliphatic vinyl ether [vinyl alkyl (carbon number 1 to 10) ether (vinyl methyl ether, vinyl butyl ether, vinyl 2-ethylhexyl ether, etc.) having 3 to 15 carbon atoms, vinyl alkoxy (carbon) Numbers 1-6) Alkyl (1 to 4 carbon atoms) ethers (vinyl-2-methoxyethyl ether, methoxybutadiene, 3,4-dihydro-1,2-pyran, 2-butoxy-2'-vinyloxydiethyl ether and Vinyl-2-ethyl mercaptoethyl ether, etc.), Poly (2-4) (meth) allyloxyalkanes (2-6 carbon atoms) (dialyloxyethane, trialiloxietan, tetraaryroxybutane and tetramethalyloxy) Ether, etc.)].
Aromatic vinyl ether having 8 to 20 carbon atoms (vinyl phenyl ether, phenoxystyrene, etc.).

(c5−3)ビニルケトン
炭素数4〜25の脂肪族ビニルケトン(ビニルメチルケトン及びビニルエチルケトン等)及び炭素数9〜21の芳香族ビニルケトン(ビニルフェニルケトン等)等。
(C5-3) Vinyl Ketone An aliphatic vinyl ketone having 4 to 25 carbon atoms (vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone, etc.), an aromatic vinyl ketone having 9 to 21 carbon atoms (vinyl phenyl ketone, etc.) and the like.

(c5−4)不飽和ジカルボン酸ジエステル
炭素数4〜34の不飽和ジカルボン酸ジエステル[ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数1〜22の、直鎖、分枝鎖又は脂環式の基)及びジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数1〜22の、直鎖、分岐鎖又は脂環式の基)等]。
(C5-4) Unsaturated dicarboxylic acid diester Unsaturated dicarboxylic acid diester having 4 to 34 carbon atoms [Dialkyl fumarate (two alkyl groups are linear, branched or alicyclic with 1 to 22 carbon atoms). (Groups) and dialkylmalates (two alkyl groups are linear, branched or alicyclic groups having 1 to 22 carbon atoms), etc.].

上記単量体組成物が共重合性ビニルモノマー(c)を含む場合、共重合性ビニルモノマー(c)の含有量は、エステル化合物(a11)とアニオン性単量体(a12)との合計重量に基づいて、好ましくは10〜50重量%である。 When the above-mentioned monomer composition contains a copolymerizable vinyl monomer (c), the content of the copolymerizable vinyl monomer (c) is the total weight of the ester compound (a11) and the anionic monomer (a12). It is preferably 10 to 50% by weight based on.

<架橋剤(d)>
架橋剤(d)としては、例えば、ビニル基を2個有する単量体(d2)、ビニル基を3個以上有する単量体(d3)が挙げられる。
単量体(d2)としては、例えば炭素数2〜12のジオールのジ(メタ)アクリレート、具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
単量体(d3)としては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記架橋剤(d)のうち、分子量調整及び接着性の観点から、好ましいのは(d2)である。
<Crosslinking agent (d)>
Examples of the cross-linking agent (d) include a monomer having two vinyl groups (d2) and a monomer having three or more vinyl groups (d3).
Examples of the monomer (d2) include di (meth) acrylates of diols having 2 to 12 carbon atoms, specifically, ethylene glycol di (meth) acrylates, 1,4-butanediol di (meth) acrylates, and 1 , 6-Hexanediol di (meth) acrylate, dodecanediol di (meth) acrylate.
Examples of the monomer (d3) include trimethylolpropane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tetra (meth) acrylate.
Among the cross-linking agents (d), (d2) is preferable from the viewpoint of molecular weight adjustment and adhesiveness.

また、上記単量体組成物が架橋剤(d)を含む場合、被覆用高分子化合物を構成する全単量体の重量に基づいて、架橋剤(d)の重量は、分子量調整及び接着性の観点から、好ましくは0.05〜2.5重量%、さらに好ましくは0.1〜1重量%である。 When the monomer composition contains the cross-linking agent (d), the weight of the cross-linking agent (d) is adjusted in molecular weight and adhesiveness based on the weight of all the monomers constituting the coating polymer compound. From the viewpoint of the above, it is preferably 0.05 to 2.5% by weight, more preferably 0.1 to 1% by weight.

被覆用高分子化合物のガラス転移点[以下Tgと略記、測定法:DSC(走査型示差熱分析)法]は、電池の耐熱性の観点から、好ましくは50〜200℃、更に好ましくは70〜180℃、特に好ましくは80〜150℃であり、各単量体の種類、重量により、適宜調整できる。 The glass transition point of the polymer compound for coating [hereinafter abbreviated as Tg, measuring method: DSC (scanning differential thermal analysis) method] is preferably 50 to 200 ° C., more preferably 70 to 70 to 200 ° C. from the viewpoint of battery heat resistance. The temperature is 180 ° C., particularly preferably 80 to 150 ° C., and can be appropriately adjusted depending on the type and weight of each monomer.

被覆用高分子化合物は、上記単量体組成物を重合することで得ることができ、重合方法としては、公知の重合方法(塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等)を用いることができる。
重合に際しては、公知の重合開始剤{アゾ系開始剤[2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)及び2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)等]、パーオキシド系開始剤(ベンゾイルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド及びラウリルパーオキシド等)等}を使用して行うことができる。
重合開始剤の使用量は、単量体組成物に含まれる単量体成分の合計重量に基づいて好ましくは0.01〜5重量%、より好ましくは0.05〜2重量%である。
The coating polymer compound can be obtained by polymerizing the above-mentioned monomer composition, and a known polymerization method (bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, etc.) is used as the polymerization method. Can be done.
In the polymerization, known polymerization initiators {azo-based initiators [2,2'-azobis (2-methylpropionitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) and 2,2' -Azobis (2-methylbutyronitrile), etc.], a peroxide-based initiator (benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, lauryl peroxide, etc.), etc.} can be used.
The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 2% by weight, based on the total weight of the monomer components contained in the monomer composition.

溶液重合の場合に使用される溶媒としては、エステル溶剤[好ましくは炭素数2〜8のエステル化合物(例えば酢酸エチル及び酢酸ブチル)]、アルコール[好ましくは炭素数1〜8の脂肪族アルコール(例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール及びオクタノール)]、炭素数5〜8の直鎖、分岐又は環状構造を持つ炭化水素(例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、トルエン及びキシレン)、アミド溶剤[例えばN,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記)及びジメチルアセトアミド]及びケトン溶剤[好ましくは炭素数3〜9のケトン化合物(例えばメチルエチルケトン)]等が挙げられる。
溶媒の使用量は単量体組成物に含まれる単量体成分の合計重量に基づいて、例えば50〜200重量%であり、反応溶液中の単量体組成物の濃度としては、例えば30〜70重量%である。
Examples of the solvent used in the case of solution polymerization include an ester solvent [preferably an ester compound having 2 to 8 carbon atoms (for example, ethyl acetate and butyl acetate)], and an alcohol [preferably an aliphatic alcohol having 1 to 8 carbon atoms (for example,). Methanol, ethanol, isopropanol and octanol)], hydrocarbons with linear, branched or cyclic structures with 5-8 carbon atoms (eg pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, toluene and xylene), amide solvents [eg N, Examples thereof include N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF) and dimethylacetamide] and a ketone solvent [preferably a ketone compound having 3 to 9 carbon atoms (for example, methyl ethyl ketone)].
The amount of the solvent used is, for example, 50 to 200% by weight based on the total weight of the monomer components contained in the monomer composition, and the concentration of the monomer composition in the reaction solution is, for example, 30 to 200% by weight. It is 70% by weight.

また、重合反応における系内温度は通常−5〜150℃、好ましくは30〜120℃、反応時間は通常0.1〜50時間、好ましくは2〜24時間であり、重合反応の終点は、未反応単量体の量が、単量体組成物に含まれる単量体成分の合計重量に基づいて通常5重量%以下、好ましくは1重量%以下となる点であり、未反応単量体の量はガスクロマトグラフィー等の公知の単量体含有量の定量方法により確認できる。 The in-system temperature in the polymerization reaction is usually −5 to 150 ° C., preferably 30 to 120 ° C., the reaction time is usually 0.1 to 50 hours, preferably 2 to 24 hours, and the end point of the polymerization reaction has not yet been reached. The amount of the reaction monomer is usually 5% by weight or less, preferably 1% by weight or less, based on the total weight of the monomer components contained in the monomer composition. The amount can be confirmed by a known method for quantifying the monomer content such as gas chromatography.

<導電剤>
被覆層に含まれる導電剤は、導電性を有する材料から選択される。
具体的には、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]及びカーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック及びサーマルランプブラック等)等]、等が挙げられる。
これらの導電剤は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよいがこれらに限定されるわけではない。
また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。 電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、カーボン、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及びカーボンであり、さらに好ましくはカーボンである。またこれらの導電剤としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料(上記した導電剤の材料のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。
<Conducting agent>
The conductive agent contained in the coating layer is selected from materials having conductivity.
Specifically, metals [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.] and carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.), etc.), etc. ], Etc. can be mentioned.
These conductive agents may be used alone or in combination of two or more, but are not limited thereto.
Moreover, you may use these alloys or metal oxides. From the viewpoint of electrical stability, aluminum, stainless steel, carbon, silver, copper, titanium and mixtures thereof are preferable, silver, aluminum, stainless steel and carbon are more preferable, and carbon is even more preferable. Further, these conductive agents may be those obtained by coating a conductive material (a metal material among the above-mentioned conductive agent materials) around a particle-based ceramic material or a resin material by plating or the like.

導電剤の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、電池の電気特性の観点から、0.01〜10μmであることが好ましく、0.02〜5μmであることがより好ましく、0.03〜1μmであることがさらに好ましい。
なお、本明細書中において、導電剤の「粒子径」とは、導電剤の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離Lを意味する。導電剤の「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
The average particle size of the conductive agent is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 μm, more preferably 0.02 to 5 μm, and 0. It is more preferably 03 to 1 μm.
In the present specification, the "particle size" of the conductive agent means the maximum distance L among the distances between any two points on the contour line of the conductive agent. As the value of the "average particle size" of the conductive agent, the particle size of the particles observed in several to several tens of fields using an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). The value calculated as the average value shall be adopted.

導電剤の形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、カーボンナノチューブ等、いわゆるフィラー系導電性樹脂組成物として実用化されている形態であってもよい。 The shape (form) of the conductive agent is not limited to the particle form, and may be a form other than the particle form, or may be a form practically used as a so-called filler-based conductive resin composition such as carbon nanotubes. ..

導電剤は、その形状が繊維状である導電性繊維であってもよい。
導電性繊維としては、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性の良い金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維及びグラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂等が挙げられる。これらの導電性繊維の中では価格、電気化学的安定性等の観点から炭素繊維及びグラフェンを練りこんだポリプロピレン樹脂が好ましい。
導電剤が導電性繊維である場合、導電性、機械的強度及び分散性の観点からその平均繊維径は0.1〜20μmであることが好ましい。
The conductive agent may be a conductive fiber whose shape is fibrous.
Conductive fibers include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fibers, pitch-based carbon fibers and other carbon fibers, conductive fibers in which highly conductive metals and graphite are uniformly dispersed in synthetic fibers, and stainless steel. Metal fibers made from such metals, conductive fibers whose surface is coated with metal, conductive fibers whose surface is coated with a resin containing a conductive substance, polypropylene resin kneaded with graphene, etc. Can be mentioned. Among these conductive fibers, polypropylene resin kneaded with carbon fibers and graphene is preferable from the viewpoint of price, electrochemical stability and the like.
When the conductive agent is a conductive fiber, the average fiber diameter thereof is preferably 0.1 to 20 μm from the viewpoint of conductivity, mechanical strength and dispersibility.

<リチウムイオン電池用被覆正極活物質(P)>
本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質(P)は、上記リチウムイオン電池用正極活物質が有する表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなるリチウムイオン電池用被覆正極活物質であって、X線光電子分光法(XPS)により測定される被覆率が65〜96%である。
上記被覆率は、サイクル特性の観点から、好ましくは70〜93%、さらに好ましくは75〜90%である。
<Coated positive electrode active material for lithium-ion batteries (P)>
In the coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery of the present invention, at least a part of the surface of the positive electrode active material for a lithium ion battery is coated with a coating layer containing a coating polymer compound and a conductive agent. It is a coated positive electrode active material for a lithium ion battery, and has a covering ratio of 65 to 96% as measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
The coverage is preferably 70 to 93%, more preferably 75 to 90% from the viewpoint of cycle characteristics.

上記被覆率を測定する際には、「アルバック・ファイ社製PHI5800 ESCA SYSTEM」を用いて被覆正極活物質(P)のXPS測定を行う。
例えば、正極活物質がLiNi0.86Co0.06Al0.02Mn0.06である場合、各スペクトル種は、それぞれ、C(炭素)は1s軌道、Coは2p軌道、Alは2p軌道、Mnは2p軌道、Niは2p軌道とし、各スペクトルの積分値から、次式により算出される。
被覆率(%)=「C」×100/(「C」+「Ni」+「Co」+「Al」+「Mn」)
When measuring the coverage, XPS measurement of the coated positive electrode active material (P) is performed using "PHI5800 ESCA SYSTEM" manufactured by ULVAC-PHI.
For example, when the positive electrode active material is LiNi 0.86 Co 0.06 Al 0.02 Mn 0.06 O 2 , each spectrum type has C (carbon) in the 1s orbital, Co in the 2p orbital, and Al in the Al. 2p orbital, Mn is 2p orbital, Ni is 2p orbital, and it is calculated by the following formula from the integrated value of each spectrum.
Coverage (%) = "C" x 100 / ("C" + "Ni" + "Co" + "Al" + "Mn")

リチウムイオン電池用正極活物質の重量に対する高分子化合物と導電剤との合計重量の割合は、2〜25重量%であることが好ましい。 The ratio of the total weight of the polymer compound and the conductive agent to the weight of the positive electrode active material for the lithium ion battery is preferably 2 to 25% by weight.

リチウムイオン電池用被覆正極活物質の重量に対する高分子化合物の重量の割合は、好ましくは0.1〜11重量%、さらに好ましくは1〜5重量%である。
リチウムイオン電池用被覆正極活物質の重量に対する導電剤の重量の割合は、好ましくは2〜14重量%、さらに好ましくは2〜10重量%である。
The ratio of the weight of the polymer compound to the weight of the coated positive electrode active material for a lithium ion battery is preferably 0.1 to 11% by weight, more preferably 1 to 5% by weight.
The ratio of the weight of the conductive agent to the weight of the coated positive electrode active material for a lithium ion battery is preferably 2 to 14% by weight, more preferably 2 to 10% by weight.

被覆層の導電率は、0.001〜10mS/cmであることが好ましく、0.01〜5mS/cmであることがより好ましい。
被覆層の導電率は、四端子法によって求めることができる。
被覆層の導電率が0.001mS/cm以上であることで、リチウムイオン電池の内部抵抗が高くなりすぎず、好ましい。
The conductivity of the coating layer is preferably 0.001 to 10 mS / cm, more preferably 0.01 to 5 mS / cm.
The conductivity of the coating layer can be determined by the four-terminal method.
When the conductivity of the coating layer is 0.001 mS / cm or more, the internal resistance of the lithium ion battery does not become too high, which is preferable.

本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質(P)は、例えば、以下の製造方法により製造できる。
(1)高分子化合物と、導電剤と、リチウムイオン電池用正極活物質とを混合する。
(2)高分子化合物と導電剤とを混合して被覆材を準備したのち、該被覆材とリチウムイオン電池用正極活物質とを混合する。
(3)高分子化合物と溶剤とを含む溶液と、リチウムイオン電池用正極活物質とを混合後、次に導電剤を混合して、必要により、上記溶剤を留去する。
(4)高分子化合物と導電剤と溶剤とを含む混合液と、リチウムイオン電池用正極活物質とを混合後、必要により、上記溶剤を留去する。
The coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery of the present invention can be produced, for example, by the following production method.
(1) The polymer compound, the conductive agent, and the positive electrode active material for a lithium ion battery are mixed.
(2) After preparing a coating material by mixing a polymer compound and a conductive agent, the coating material and a positive electrode active material for a lithium ion battery are mixed.
(3) A solution containing a polymer compound and a solvent and a positive electrode active material for a lithium ion battery are mixed, then a conductive agent is mixed, and the solvent is distilled off if necessary.
(4) After mixing a mixed solution containing a polymer compound, a conductive agent and a solvent, and a positive electrode active material for a lithium ion battery, the solvent is distilled off if necessary.

本発明における被覆率を好ましい範囲にするためには、リチウムイオン電池用正極活物質と、高分子化合物と、導電剤と、溶剤とを混合することが好ましい。したがって、上記(1)〜(4)のうち、被覆率を好ましい範囲にする観点から、好ましいのは(3)又は(4)、さらに好ましいのは(3)である。 In order to keep the coverage in the present invention within a preferable range, it is preferable to mix a positive electrode active material for a lithium ion battery, a polymer compound, a conductive agent, and a solvent. Therefore, among the above (1) to (4), (3) or (4) is preferable, and (3) is more preferable, from the viewpoint of setting the coverage within a preferable range.

上記(3)又は(4)の製造方法において、溶剤としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン、キシレン及びアセトンが挙げられる。
これらのうち、サイクル特性の観点から、好ましいのはトルエン、キシレン及びアセトン、さらに好ましいのはトルエン及びキシレンである。
また、上記(3)又は(4)において、高分子化合物と溶剤との重量比[(高分子化合物)/(溶剤)]は、被覆率を好ましい範囲する観点から、好ましくは10/90〜40/60、さらに好ましくは20/80〜35/65、特に好ましくは25/75〜30/70である。
In the production method of (3) or (4) above, examples of the solvent include N, N-dimethylformamide (DMF), toluene, xylene and acetone.
Of these, from the viewpoint of cycle characteristics, toluene, xylene and acetone are preferable, and toluene and xylene are more preferable.
Further, in the above (3) or (4), the weight ratio of the polymer compound to the solvent [(polymer compound) / (solvent)] is preferably 10/90 to 40 from the viewpoint of a preferable range of the coverage. / 60, more preferably 20/80 to 35/65, and particularly preferably 25/75 to 30/70.

本発明における被覆率を好ましい範囲にするためには、例えば、以下の方法を用いることができる。
(1)リチウムイオン電池用正極活物質、高分子化合物、導電剤を、それぞれ好ましいもの、好ましい重量比にする。
(2)上記製造方法(1)〜(4)において、好ましい製造方法を採用する。
(3)上記製造方法(3)、(4)において、正極活物質と、高分子化合物との界面状態を制御するため、正極活物質の表面自由エネルギーと溶剤の表面自由エネルギーとの差の絶対値(△E、単位:mN/m)を、好ましくは10〜30、さらに好ましくは15〜25の条件で行う。
In order to keep the coverage in the present invention within a preferable range, for example, the following method can be used.
(1) Set the positive electrode active material for the lithium ion battery, the polymer compound, and the conductive agent to preferable ones and preferable weight ratios, respectively.
(2) In the above-mentioned production methods (1) to (4), a preferable production method is adopted.
(3) In the above production methods (3) and (4), in order to control the interface state between the positive electrode active material and the polymer compound, the absolute difference between the surface free energy of the positive electrode active material and the surface free energy of the solvent is absolute. The value (ΔE, unit: mN / m) is preferably set to 10 to 30, more preferably 15 to 25.

本発明において、正極活物質の表面自由エネルギーは、粉体湿潤浸透解析装置[「PW−500」、協和界面科学(株)製]を用いて浸透速度法で既知の溶媒と粉体試料との接触角を測定し、その接触角の値を用いてOwens−Wendt法(「Journal of Applied Polymer Science,August,1969,Volume 13,Issue 8,P1741〜1747」及び「表面,2005,Volume 43,P313〜318」)に記載の方法で算出した値である。
また、表面自由エネルギーと表面張力は物理量として等価な次元をもつ量であり、同じ単位系で表せば数値も等しくなる。本発明における溶剤の表面自由エネルギー(=溶剤の表面張力)は、ペンダントドロップ式表面張力測定装置[「PW−D」、協和界面科学(株)製]を用いてペンダントドロップ法で算出した値である。
In the present invention, the surface free energy of the positive electrode active material is obtained by using a powder wet permeation analyzer [“PW-500”, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.] with a solvent known by the permeation rate method and a powder sample. The contact angle is measured, and the value of the contact angle is used in the Owns-Wendt method (“Journal of Applied Polymer Science, August, 1969, Volume 13, Issue 8, P1741-1747” and “Surface, 2005, Volume 43, Volume 43”. It is a value calculated by the method described in ~ 318 ”).
In addition, surface free energy and surface tension are quantities that have equivalent dimensions as physical quantities, and if they are expressed in the same unit system, the numerical values will be the same. The surface free energy of the solvent (= surface tension of the solvent) in the present invention is a value calculated by the pendant drop method using a pendant drop type surface tension measuring device [“PW-D”, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.]. is there.

本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質を正極とする際は、リチウムイオン電池用被覆正極活物質及び導電材料を、分散液の重量に基づいて30〜60重量%の濃度で分散してスラリー化した分散液を、集電体にバーコーター等の塗工装置で塗布後、分散媒として水又は溶剤を用いた場合には乾燥することによって、分散媒として電解液を用いた場合には過剰の電解液をスポンジ等の吸収体に吸収させたり、メッシュを介して吸引することよって分散媒を除去して、必要によりプレス機でプレスすればよい。 When the coated positive electrode active material for a lithium ion battery of the present invention is used as a positive electrode, the coated positive electrode active material for a lithium ion battery and the conductive material are dispersed at a concentration of 30 to 60% by weight based on the weight of the dispersion liquid to form a slurry. After applying the converted dispersion to the current collector with a coating device such as a bar coater, it is dried when water or a solvent is used as the dispersion medium, and is excessive when an electrolytic solution is used as the dispersion medium. The dispersion medium may be removed by absorbing the electrolytic solution of the above by an absorber such as a sponge or by sucking it through a mesh, and if necessary, pressing with a press machine may be performed.

上記分散液には、必要に応じて公知のリチウムイオン電池用の正極に含まれる公知の電極用バインダ[ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等]を添加してもよいが、電極用バインダは添加しないことが好ましい。正極活物質として被覆正極活物質を用いていない従来公知のリチウムイオン電池用の正極においては、電極用バインダで正極活物質を正極内に固定することで導電経路を維持する必要がある。しかし、本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質を用いた場合は、被覆層の働きによって正極活物質を正極内に固定することなく導電経路を維持することができるため、電極用バインダを添加する必要がない。電極用バインダを添加しないことによって、正極活物質が正極内に固定化されないため正極活物質の体積変化に対する緩和能力が更に良好となる。 If necessary, a known electrode binder [polyvinylidene fluoride (PVdF), etc.] contained in a known positive electrode for a lithium ion battery may be added to the dispersion liquid, but no electrode binder is added. Is preferable. In a conventionally known positive electrode for a lithium ion battery that does not use a coated positive electrode active material as the positive electrode active material, it is necessary to maintain the conductive path by fixing the positive electrode active material in the positive electrode with an electrode binder. However, when the coated positive electrode active material for a lithium ion battery of the present invention is used, the conductive path can be maintained without fixing the positive electrode active material in the positive electrode by the action of the coating layer, so an electrode binder is added. You don't have to. By not adding the binder for the electrode, the positive electrode active material is not immobilized in the positive electrode, so that the ability to alleviate the volume change of the positive electrode active material is further improved.

なお、電極の製造に用いる導電材料は、被覆層が含む導電剤とは別であり、被覆正極活物質が有する被覆層の外部に存在し、活物質層中において被覆正極活物質表面からの電子伝導性を向上する機能を有する。 The conductive material used for manufacturing the electrode is different from the conductive agent contained in the coating layer, exists outside the coating layer of the coated positive electrode active material, and has electrons from the surface of the coated positive electrode active material in the active material layer. It has a function to improve conductivity.

分散媒のうち、水としては、イオン交換水及び超純水等が挙げられる。
分散媒のうち、電解液としては、本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質を含む正極を用いてリチウムイオン電池を作製する際に使用する電解液(後述する)と同じものを用いることができる。
分散媒のうち、溶剤としては、本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質を含む正極を用いてリチウムイオン電池を作製する際に使用する電解液を構成する非水溶媒と同じものを用いることができ、これらの他にも、1−メチル−2−ピロリドン、ジメチルアセトアミド及びN,N−ジメチルアミノプロピルアミン等が挙げられる。
Among the dispersion media, examples of water include ion-exchanged water and ultrapure water.
Among the dispersion media, as the electrolytic solution, the same electrolytic solution (described later) used when producing a lithium ion battery using the positive electrode containing the coated positive electrode active material for the lithium ion battery of the present invention may be used. it can.
Among the dispersion media, the solvent used is the same as the non-aqueous solvent constituting the electrolytic solution used when producing a lithium ion battery using the positive electrode containing the coated positive electrode active material for the lithium ion battery of the present invention. In addition to these, 1-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine and the like can be mentioned.

集電体としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼及びニッケル等の金属箔、導電性高分子からなる樹脂集電体(特開2012−150905号公報等に記載されている)、導電性炭素シート及び導電性ガラスシート等が挙げられる。 Examples of the current collector include a metal foil such as copper, aluminum, titanium, stainless steel and nickel, a resin current collector made of a conductive polymer (described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-150905, etc.), and conductive carbon. Examples include sheets and conductive glass sheets.

電極用バインダとしてはデンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等が挙げられる。 Examples of the binder for the electrode include starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene and polypropylene.

電極の製造時にリチウムイオン電池用被覆正極活物質と共に用いられる導電材料としては、被覆層に含まれる導電剤と同じものを用いることができる。 As the conductive material used together with the coated positive electrode active material for the lithium ion battery in the manufacture of the electrode, the same conductive material as that contained in the coating layer can be used.

本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質を含む正極を用いてリチウムイオン電池を作製する際には、対極となる電極を組み合わせて、セパレータと共にセル容器に収容し、電解液を注入し、セル容器を密封する方法等により製造することができる。
また、集電体の一方の面に正極を形成し、もう一方の面に負極を形成して双極型電極を作製し、双極型電極をセパレータと積層してセル容器に収容し、電解液を注入し、セル容器を密閉することでも得られる。
When producing a lithium ion battery using a positive electrode containing a coated positive electrode active material for a lithium ion battery of the present invention, the electrodes to be opposite electrodes are combined, housed in a cell container together with a separator, and an electrolytic solution is injected into the cell. It can be manufactured by a method of sealing the container or the like.
Further, a positive electrode is formed on one surface of the current collector and a negative electrode is formed on the other surface to prepare a bipolar electrode, and the bipolar electrode is laminated with a separator and stored in a cell container to store an electrolytic solution. It can also be obtained by injecting and sealing the cell container.

セパレータとしては、ポリエチレン製フィルム又はポリプロピレン製フィルムの微多孔膜、多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンとの多層フィルム並びに、ポリエステル繊維、アラミド繊維及びガラス繊維等からなる不織布や、これらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用セパレータが挙げられる。 Examples of the separator include a microporous film made of polyethylene film or polypropylene film, a multilayer film of a porous polyethylene film and polypropylene, a non-woven fabric made of polyester fiber, aramid fiber, glass fiber, etc., and silica and alumina on their surfaces. , Known separators for lithium ion batteries such as those to which ceramic fine particles such as titania are attached can be mentioned.

セル容器に注入する電解液としては、公知のリチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する公知の電解液を使用することができる。 As the electrolytic solution to be injected into the cell container, a known electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent, which is used in the production of a known lithium ion battery, can be used.

電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、無機酸のリチウム塩(LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF及びLiClO等)及び有機酸のリチウム塩{LiN(CFSO、LiN(CSO及びLiC(CFSO等}等が挙げられる。これらの内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのはLiPFである。 As the electrolyte, can be used such as those used in the known electrolytic solution, the lithium salt of an inorganic acid (LiPF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAsF 6 , and LiClO 4, etc.) and a lithium salt of an organic acid {LiN ( CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2, LiC (CF 3 SO 2 ) 3, etc.} and the like can be mentioned. Of these, LiPF 6 is preferable from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics.

非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン、スルホラン及びこれらの混合物を用いることができる。 As the non-aqueous solvent, those used in known electrolytic solutions can be used, and for example, a lactone compound, a cyclic or chain carbonate, a chain carboxylic acid ester, a cyclic or chain ether, a phosphoric acid ester, or a nitrile can be used. Compounds, amide compounds, sulfones, sulfolanes and mixtures thereof can be used.

ラクトン化合物としては、5員環(γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトン等)及び6員環のラクトン化合物(δ−バレロラクトン等)等を挙げることができる。 Examples of the lactone compound include a 5-membered ring (γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc.) and a 6-membered ring lactone compound (δ-valerolactone, etc.).

環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びブチレンカーボネート等が挙げられる。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート及びジ−n−プロピルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate and butylene carbonate.
Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, di-n-propyl carbonate and the like.

鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン及び1,4−ジオキサン等が挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン及び1,2−ジメトキシエタン等が挙げられる。
Examples of the chain carboxylic acid ester include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate and the like.
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane and the like.
Examples of the chain ether include dimethoxymethane and 1,2-dimethoxyethane.

リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(トリフルオロメチル)、リン酸トリ(トリクロロメチル)、リン酸トリ(トリフルオロエチル)、リン酸トリ(トリパーフルオロエチル)、2−エトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン、2−トリフルオロエトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン及び2−メトキシエトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン等が挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリル等が挙げられる。アミド化合物としては、DMF等が挙げられる。スルホンとしては、ジメチルスルホン及びジエチルスルホン等が挙げられる。
非水溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoromethyl) phosphate, tri (trichloromethyl) phosphate, Tri (trifluoroethyl) phosphate, tri (triperfluoroethyl) phosphate, 2-ethoxy-1,3,2-dioxaphosphoran-2-one, 2-trifluoroethoxy-1,3,2- Examples thereof include dioxaphosphoran-2-one and 2-methoxyethoxy-1,3,2-dioxaphosphoran-2-one.
Examples of the nitrile compound include acetonitrile and the like. Examples of the amide compound include DMF and the like. Examples of the sulfone include dimethyl sulfone and diethyl sulfone.
One type of non-aqueous solvent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルであり、更に好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、特に好ましいのは環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。最も好ましいのはエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の混合液、又は、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合液である。 Among the non-aqueous solvents, lactone compounds, cyclic carbonates, chain carbonates and phosphate esters are preferable from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics, and lactone compounds, cyclic carbonates and chains are more preferable. A carbonic acid ester is particularly preferable, and a mixed solution of a cyclic carbonic acid ester and a chain carbonic acid ester is particularly preferable. The most preferable is a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC), or a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC).

本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質を使用し作製したリチウムイオン電池は異常時信頼性が高い。メカニズムの詳細は明らかではないが、下記のように推定できる。
充電状態の正極粒子と負極粒子が接触すると温度上昇する。その際に樹脂中に含まれる電解液溶媒がガス化する。ガス化時の陽圧により、
(1)接触している正負極粒子が離れる。
(2)樹脂中の導電助剤はストラクチャー構造によって導電性を発現しており、ガス化時の陽圧によってストラクチャー構造が切断される。
(1)、(2)によって導電性が消失し局所的な電流が流れることを防ぎ、電池内部での温度上昇を抑制している。
The lithium ion battery produced by using the coated positive electrode active material for the lithium ion battery of the present invention has high reliability at the time of abnormality. The details of the mechanism are not clear, but it can be estimated as follows.
The temperature rises when the charged positive electrode particles and the negative electrode particles come into contact with each other. At that time, the electrolyte solvent contained in the resin is gasified. Due to the positive pressure during gasification
(1) The positive and negative electrode particles that are in contact with each other are separated.
(2) The conductive auxiliary agent in the resin exhibits conductivity by the structure structure, and the structure structure is cut by the positive pressure at the time of gasification.
By (1) and (2), the conductivity is lost to prevent a local current from flowing, and the temperature rise inside the battery is suppressed.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, unless otherwise specified,% indicates a weight% and a part indicates a weight part.

<製造例1>
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した4つ口フラスコにトルエン70.0部を仕込み75℃に昇温した。次いで、単量体組成物(メタクリル酸ドデシル95.0部、メタクリル酸4.6部及び1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート0.4部)及びDMF20部を混合した溶液と、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.8部をDMF10.0部に溶解した開始剤溶液とを4つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで2時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、75℃で反応を3時間継続した。次いで80℃に昇温し反応を3時間継続し樹脂濃度50%の共重合体溶液を得た。得られた共重合体溶液はテフロン(登録商標)製のバットに移して120℃、0.01MPaで3時間の減圧乾燥を行いトルエン及びDMFを留去して共重合体を得た。この共重合体をハンマーで粗粉砕した後、乳鉢にて追加粉砕して、被覆用高分子化合物(R−1)を得た。
なお、(R−1)の酸価は30mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は90,000であった。
<Manufacturing example 1>
70.0 parts of toluene was charged into a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, a dropping funnel and a nitrogen gas introduction tube, and the temperature was raised to 75 ° C. Next, a solution obtained by mixing a monomer composition (95.0 parts of dodecyl methacrylate, 4.6 parts of methacrylic acid and 0.4 part of 1,6-hexanediol dimethacrylate) and 20 parts of DMF, and 2,2'-. A solution of 0.8 parts of azobis (2-methylbutyronitrile) dissolved in 10.0 parts of DMF was continuously blown into a four-necked flask while stirring with a dropping funnel over 2 hours. Radical polymerization was carried out by dropping. After completion of the dropping, the reaction was continued at 75 ° C. for 3 hours. Then, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was continued for 3 hours to obtain a copolymer solution having a resin concentration of 50%. The obtained copolymer solution was transferred to a Teflon (registered trademark) vat and dried under reduced pressure at 120 ° C. and 0.01 MPa for 3 hours to distill off toluene and DMF to obtain a copolymer. This copolymer was roughly pulverized with a hammer and then additionally pulverized in a mortar to obtain a coating polymer compound (R-1).
The acid value of (R-1) was 30 mgKOH / g, and the weight average molecular weight (Mw) was 90,000.

<酸価測定条件>
・装置:自動滴定装置 COM−1700(平沼産業社製)
JIS K 0070−1922に記載の電位差滴定法に準じて、自動滴定装置[COM−1700(平沼産業社製)]を用いて測定した。
<Acid value measurement conditions>
・ Equipment: Automatic titrator COM-1700 (manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.)
The measurement was performed using an automatic titrator [COM-1700 (manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.)] according to the potentiometric titration method described in JIS K 0070-1922.

<GPC測定条件>
・装置:Alliance GPC V2000(Waters社製)
・溶媒:オルトジクロロベンゼン、DMF、THF
・標準物質:ポリスチレン
・サンプル濃度:3mg/ml
・カラム固定相:PLgel 10μm,MIXED−B 2本直列(ポリマーラボラトリーズ社製)
・カラム温度:135℃
<GPC measurement conditions>
-Device: Alliance GPC V2000 (manufactured by Waters)
-Solvent: orthodichlorobenzene, DMF, THF
-Standard substance: Polystyrene-Sample concentration: 3 mg / ml
-Column stationary phase: PLgel 10 μm, MIXED-B 2 in series (manufactured by Polymer Laboratories)
-Column temperature: 135 ° C

<製造例2〜5>
製造例1において、表1に記載のエステル化合物(a11)、アニオン性単量体(a12)、共重合性ビニルモノマー(c)、架橋剤(d)を使用した以外は、製造例1と同様にして、被覆用高分子化合物(R−2)〜(R−5)を得た。
被覆用高分子化合物(R−2)〜(R−5)の酸価及び重量平均分子量を表1に示す。
<Manufacturing Examples 2-5>
Same as Production Example 1 except that the ester compound (a11), anionic monomer (a12), copolymerizable vinyl monomer (c), and cross-linking agent (d) shown in Table 1 were used in Production Example 1. Then, the coating polymer compounds (R-2) to (R-5) were obtained.
Table 1 shows the acid value and weight average molecular weight of the coating polymer compounds (R-2) to (R-5).

<実施例1>
[被覆正極活物質の作製]
正極活物質粉末(LiNi0.8Co0.15Al0.05粉末、体積平均粒子径4μm)100部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、被覆用高分子化合物(R−1)をトルエンに溶解して得られた被覆用高分子化合物溶液(25重量%溶液)12.0部を2分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。
次いで、撹拌した状態で導電剤としてアセチレンブラック[電気化学工業(株)製 デンカブラック(登録商標)]3.0部を分割しながら2分間で投入し、30分撹拌を継続した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去した。得られた粉体を目開き106μmの篩いで分級し、被覆正極活物質(P−1)を得た。なお、被覆正極活物質(P−1)のXPSによる被覆率は82%であった。
<Example 1>
[Preparation of coated positive electrode active material]
100 parts of positive electrode active material powder (LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 powder, volume average particle diameter 4 μm) was placed in a universal mixer high-speed mixer FS25 [manufactured by Artecnica Co., Ltd.] at room temperature. With stirring at 720 rpm, 12.0 parts of the coating polymer compound solution (25% by weight solution) obtained by dissolving the coating polymer compound (R-1) in toluene was added dropwise over 2 minutes. The mixture was further stirred for 5 minutes.
Then, in a stirred state, 3.0 parts of acetylene black [Denka Black (registered trademark) manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.] was added as a conductive agent in 2 minutes while being divided, and stirring was continued for 30 minutes. Then, the pressure was reduced to 0.01 MPa while maintaining the stirring, then the temperature was raised to 140 ° C. while maintaining the stirring and the degree of pressure reduction, and the stirring, the degree of pressure reduction and the temperature were maintained for 8 hours to distill off the volatile matter. .. The obtained powder was classified with a sieve having an opening of 106 μm to obtain a coated positive electrode active material (P-1). The coverage of the coated positive electrode active material (P-1) by XPS was 82%.

<実施例2〜13、比較例1〜2>
実施例1において、表2に記載の正極活物質粉末、被覆用高分子化合物溶液、導電剤を使用した以外は、実施例1と同様にして、被覆正極活物質(P−2)〜(P−13)、(P’−1)〜(P’−2)を得た。各被覆正極活物質のXPSによる被覆率を測定した。
<Examples 2 to 13, Comparative Examples 1 to 2>
In Example 1, the coated positive electrode active materials (P-2) to (P) are the same as in Example 1 except that the positive electrode active material powder, the polymer compound solution for coating, and the conductive agent shown in Table 2 are used. -13), (P'-1) to (P'-2) were obtained. The coverage of each coated positive electrode active material by XPS was measured.

得られた各被覆正極活物質(P)について、後述の手順により、正極評価用リチウムイオン電池を作製して、リチウムイオン電池の50サイクル(cyc)容量維持率を測定した。
結果を表2に示す。なお、表2中、「DMSO」はジメチルスルホキシドである。
For each of the obtained coated positive electrode active materials (P), a lithium ion battery for evaluation of the positive electrode was prepared by the procedure described later, and the 50 cycle (cyc) capacity retention rate of the lithium ion battery was measured.
The results are shown in Table 2. In Table 2, "DMSO" is dimethyl sulfoxide.

[正極評価用リチウムイオン電池の作製]
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒(体積比率1:1)にLiPFを1mol/Lの割合で溶解させて作製したリチウムイオン電池用電解液42部と炭素繊維[大阪ガスケミカル(株)製 ドナカーボ・ミルド S−243:平均繊維長500μm、平均繊維径13μm:電気伝導度200mS/cm]4.2部とを遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}を用いて2000rpmで7分間混合し、続いて上記電解液30部と、得られた被覆正極活物質(P)206部を追加した後、更にあわとり練太郎により2000rpmで1.5分間混合し、上記電解液20部を更に追加した後、あわとり練太郎による撹拌を2000rpmで1分間行い、上記電解液2.3部を更に追加した後、あわとり練太郎による撹拌を2000rpmで1.5分間混合して、正極活物質スラリーを作製した。
得られた正極活物質スラリーをそれぞれ厚さ50μmのカーボンコートアルミ箔の片面に塗布し、10MPaの圧力で約10秒プレスし、厚さが約400μmの評価用リチウムイオン電池用正極(3cm×3cm)を作製した。
端子(5mm×3cm)付きカーボンコートアルミ箔(3cm×3cm)とセパレータ(セルガード2500 PP製)(5cm×5cm)1枚と端子(5mm×3cm)付き銅箔(3cm×3cm)とを同じ方向に2つの端子が出る向きで順に積層し、それを2枚の市販の熱融着型アルミラミネートフィルム(8cm×8cm)に挟み、端子の出ている1辺を熱融着し、正極評価用ラミネートセルを作製した。
次いで、カーボンコートアルミ箔とセパレータの間に、上記で得られた評価用リチウムイオン電池用正極(3cm×3cm)をラミネートセルのカーボンコートアルミ箔とリチウムイオン電池用正極のカーボンコートアルミ箔とが接する向きに挿入し、更に電極の上に電解液を70μL注液して電解液を電極に吸収させた。次いでセパレータ上にも電解液を70μL注液した。
その後、セパレータと銅箔との間にリチウム箔を挿入し、先に熱融着した1辺に直交する2辺をヒートシールした。
その後、開口部から電解液を更に70μL注液し、真空シーラーを用いてセル内を真空にしながら開口部をヒートシールすることでラミネートセルを密封し、正極評価用リチウムイオン電池を得た。
[Manufacturing of lithium-ion battery for positive electrode evaluation]
42 parts of electrolyte for lithium ion battery and carbon fiber [Osaka Gas] prepared by dissolving LiPF 6 in a mixed solvent (volume ratio 1: 1) of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) at a ratio of 1 mol / L. Donna Carbo Mild S-243 manufactured by Chemical Co., Ltd .: Average fiber length 500 μm, average fiber diameter 13 μm: electrical conductivity 200 mS / cm] 4.2 parts and planetary stirring type mixing and kneading device {Awatori Kentarou [Co., Ltd.] Using [Shinky]}, the mixture was mixed at 2000 rpm for 7 minutes, and then 30 parts of the above electrolytic solution and 206 parts of the obtained coated positive electrode active material (P) were added, and then by Rentaro Awatori at 2000 rpm. Mix for 5 minutes, add 20 parts of the electrolyte, and then stir with Awatori Kentarou at 2000 rpm for 1 minute. After adding 2.3 parts of the electrolyte, stir with Awatori Kentarou at 2000 rpm. Was mixed for 1.5 minutes to prepare a positive electrode active material slurry.
Each of the obtained positive electrode active material slurries is applied to one side of a carbon-coated aluminum foil having a thickness of 50 μm, pressed at a pressure of 10 MPa for about 10 seconds, and has a thickness of about 400 μm for an evaluation lithium ion battery positive electrode (3 cm × 3 cm). ) Was prepared.
Carbon-coated aluminum foil (3 cm x 3 cm) with terminals (5 mm x 3 cm), one separator (made of Cellguard 2500 PP) (5 cm x 5 cm), and copper foil with terminals (5 mm x 3 cm) (3 cm x 3 cm) in the same direction Two terminals are laminated in order in the direction in which they come out, sandwiched between two commercially available heat-sealing aluminum laminate films (8 cm x 8 cm), and one side where the terminals come out is heat-sealed for positive electrode evaluation. A laminated cell was prepared.
Next, between the carbon-coated aluminum foil and the separator, the positive electrode for evaluation lithium-ion battery (3 cm × 3 cm) obtained above was placed between the carbon-coated aluminum foil of the laminated cell and the carbon-coated aluminum foil of the positive electrode for the lithium-ion battery. It was inserted in a contacting direction, and 70 μL of an electrolytic solution was further injected onto the electrode to allow the electrode to absorb the electrolytic solution. Next, 70 μL of the electrolytic solution was injected onto the separator.
Then, a lithium foil was inserted between the separator and the copper foil, and the two sides orthogonal to the first heat-sealed side were heat-sealed.
Then, 70 μL of an electrolytic solution was further injected from the opening, and the laminated cell was sealed by heat-sealing the opening while evacuating the inside of the cell using a vacuum sealer to obtain a lithium ion battery for positive electrode evaluation.

<リチウムイオン電池の50cyc容量維持率の測定、サイクル特性の評価>
45℃下、充放電測定装置「HJ−SD8」[北斗電工(株)製]を用いて以下の方法により、得られた正極評価用リチウムイオン電池の評価を行った。
定電流定電圧充電方式(CCCVモードともいう)で0.1Cの電流で4.2Vまで充電し、10分間の休止後、0.1Cの電流で2.6Vまで放電した。この充放電を50サイクル(50cyc)まで繰り返した。
1cyc目の放電容量と50cyc目の放電容量から、以下の式で容量維持率を算出した。
[50cyc容量維持率(%)]=
[50cyc目放電容量]×100/[1cyc目放電容量]
<Measurement of 50 cyc capacity retention rate of lithium-ion battery, evaluation of cycle characteristics>
The obtained lithium ion battery for positive electrode evaluation was evaluated by the following method using a charge / discharge measuring device "HJ-SD8" [manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.] at 45 ° C.
It was charged to 4.2 V with a current of 0.1 C by a constant current constant voltage charging method (also referred to as CCCV mode), and after a 10-minute rest, it was discharged to 2.6 V with a current of 0.1 C. This charging / discharging was repeated up to 50 cycles (50 cycls).
From the discharge capacity of the 1st cyc and the discharge capacity of the 50th cyc, the capacity retention rate was calculated by the following formula.
[50 cyc capacity retention rate (%)] =
[50th cyc discharge capacity] x 100 / [1st cyc discharge capacity]

Figure 2021097036
Figure 2021097036

Figure 2021097036
Figure 2021097036

表1及び表2の結果から、実施例1〜13の被覆正極活物質(P−1)〜(P−13)は、比較例1〜2の被覆正極活物質(P’−1)〜(P’−2)と比べて、容量維持率に優れており、サイクル特性に優れたリチウムイオン電池を与えることがわかる。 From the results of Tables 1 and 2, the coated positive electrode active materials (P-1) to (P-13) of Examples 1 to 13 are the coated positive electrode active materials (P'-1) to (P'-1) to Comparative Examples 1 and 2. It can be seen that a lithium ion battery having an excellent capacity retention rate and excellent cycle characteristics is provided as compared with P'-2).

本発明のリチウムイオン電池用被覆正極活物質は、特に、携帯電話、パーソナルコンピューター、ハイブリッド自動車及び電気自動車用に用いられる双極型二次電池用及びリチウムイオン二次電池用等の正極活物質として有用である。 The coated positive electrode active material for lithium ion batteries of the present invention is particularly useful as a positive electrode active material for bipolar secondary batteries and lithium ion secondary batteries used for mobile phones, personal computers, hybrid vehicles and electric vehicles. Is.

Claims (4)

リチウムイオン電池用正極活物質が有する表面の少なくとも一部を、被覆用高分子化合物と導電剤とを含む被覆層で被覆してなるリチウムイオン電池用被覆正極活物質であって、
X線光電子分光法により測定される被覆率が65〜96%であるリチウムイオン電池用被覆正極活物質(P)。
A coated positive electrode active material for a lithium ion battery, wherein at least a part of the surface of the positive electrode active material for a lithium ion battery is coated with a coating layer containing a polymer compound for coating and a conductive agent.
A coated positive electrode active material (P) for a lithium ion battery having a coverage of 65 to 96% as measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
前記被覆用高分子化合物が、炭素数1〜12の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a11)及びアニオン性単量体(a12)を含んでなる単量体組成物の重合体であり、酸価が5〜200mgKOH/gである請求項1記載のリチウムイオン電池用被覆正極活物質。 A monomer composition in which the coating polymer compound contains an ester compound (a11) of a monovalent aliphatic alcohol having 1 to 12 carbon atoms and (meth) acrylic acid and an anionic monomer (a12). The coated positive electrode active material for a lithium ion battery according to claim 1, which is a polymer of a compound and has an acid value of 5 to 200 mgKOH / g. 前記アニオン性単量体(a12)が、炭素数3〜9のラジカル重合性不飽和カルボン酸、炭素数2〜8のラジカル重合性不飽和スルホン酸及び炭素数2〜9のラジカル重合性不飽和ホスホン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項2記載のリチウムイオン電池用被覆正極活物質。 The anionic monomer (a12) contains a radically polymerizable unsaturated carboxylic acid having 3 to 9 carbon atoms, a radically polymerizable unsaturated sulfonic acid having 2 to 8 carbon atoms, and a radically polymerizable unsaturated sulfonic acid having 2 to 9 carbon atoms. The coated positive electrode active material for a lithium ion battery according to claim 2, which is at least one selected from the group consisting of phosphonic acid. 請求項1〜3のいずれか記載のリチウムイオン電池用被覆正極活物質の製造方法であって、
リチウムイオン電池用正極活物質と、被覆用高分子化合物と、導電剤と、溶剤とを混合する工程を有し、
前記リチウムイオン電池用正極活物質の表面自由エネルギーと前記溶剤の表面自由エネルギーとの差の絶対値(△E)が10〜30mN/mであるリチウムイオン電池用被覆正極活物質の製造方法。
The method for producing a coated positive electrode active material for a lithium ion battery according to any one of claims 1 to 3.
It has a step of mixing a positive electrode active material for a lithium ion battery, a polymer compound for coating, a conductive agent, and a solvent.
A method for producing a coated positive electrode active material for a lithium ion battery, wherein the absolute value (ΔE) of the difference between the surface free energy of the positive electrode active material for a lithium ion battery and the surface free energy of the solvent is 10 to 30 mN / m.
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